Создайте спиральную или коническую спиральную антенну на плоскости земли
Используйте helix объект для создания спиральной или конической спиральной антенны на круговой плоскости земли. Спиральная антенна является общим выбором в спутниковой связи.
Ширина полосы связана с диаметром эквивалентного цилиндра уравнением
где:
w - ширина полосы.
d - диаметр эквивалентного цилиндра.
r - радиус эквивалентного цилиндра.
Для заданного радиуса цилиндра используйте cylinder2strip Служебная функция для вычисления эквивалентной ширины. Спиральная антенна по умолчанию является оконечной. Круговая плоскость заземления находится на плоскости X-Y. Обычно спиральные антенны используются в осевом режиме. В этом режиме окружность спирали сопоставима с рабочей длиной волны, и спираль имеет максимальное направление вдоль своей оси. В режиме normal mode спирали невелик по сравнению с рабочей длиной волны. В этом режиме спираль излучает широкую сторону, то есть в плоскости, перпендикулярной ее оси. Основным уравнением для спирали является
где
r - радиус спирали.
θ - угол обмотки.
S - интервал между поворотами.
Для заданного угла тангажа в степенях используйте helixpitch2spacing Служебная функция для вычисления интервала между поворотами в метрах.
Примечание
В массиве спиральных антенн круговая плоскость заземления спирали преобразуется в прямоугольную плоскость заземления.
ant = helix
show | Отобразите антенну или структуру массива; отобразить фигуру как заполненную закрашенную фигуру |
info | Отображение информации об антенне или массиве |
axialRatio | Коэффициент эллиптичности антенны |
beamwidth | Лучевая ширина антенны |
charge | Распределение заряда на металлической или диэлектрической антенне или поверхности массива |
current | Распределение тока на металлической или диэлектрической антенне или поверхности массива |
design | Проектируйте антенну или массивы прототипа для резонанса на заданной частоте |
efficiency | Эффективность излучения антенны |
EHfields | Электрическое и магнитное поля антенн; Встроенные электрическое и магнитное поля антенного элемента в массивах |
impedance | Входное сопротивление антенны; импеданс скана массива |
mesh | Сетчатые свойства металлической или диэлектрической антенны или структуры массива |
meshconfig | Измените сетчатый режим структуры антенны |
optimize | Оптимизируйте антенну или массив с помощью оптимизатора SADEA |
pattern | Диаграмма направленности излучения и фаза антенны или массива; Встроенный шаблон антенного элемента в массиве |
patternAzimuth | Азимутальный шаблон антенны или массива |
patternElevation | Шаблон повышения антенны или массива |
returnLoss | Обратная потеря антенны; Скан возврата потеря массива |
sparameters | Объект S-параметра |
vswr | Коэффициент стоячей волны антенны |
Создайте и просмотрите спиральную антенну, которая имеет радиус поворота 28 мм, ширину полосы 1,2 мм и 4 поворота.
hx = helix('Radius',28e-3,'Width',1.2e-3,'Turns',4)
hx =
helix with properties:
Radius: 0.0280
Width: 0.0012
Turns: 4
Spacing: 0.0350
WindingDirection: 'CCW'
FeedStubHeight: 1.0000e-03
GroundPlaneRadius: 0.0750
Conductor: [1x1 metal]
Tilt: 0
TiltAxis: [1 0 0]
Load: [1x1 lumpedElement]
show(hx)
Постройте график диаграммы направленности спиральной антенны.
hx = helix('Radius',28e-3,'Width',1.2e-3,'Turns',4); pattern(hx,1.8e9);
Вычислите интервал между спиралью с тангажом 12 степеней и радиусом от 20 мм до 22 мм с шагом 0,5 мм.
s = helixpitch2spacing(12,20e-3:0.5e-3:22e-3)
s = 1×5
0.0267 0.0274 0.0280 0.0287 0.0294
Постройте график диаграммы направленности спиральной антенны с прозрачностью, заданной как 0,5.
p = PatternPlotOptions
p =
PatternPlotOptions with properties:
Transparency: 1
SizeRatio: 0.9000
MagnitudeScale: []
AntennaOffset: [0 0 0]
p.Transparency = 0.5;
ant = helix;
pattern(ant,2e9,'patternOptions',p)
Чтобы понять эффект прозрачности, выбрали Overlay Antenna на графике диаграммы направленности излучения.
Эта опция накладывает спиральную антенну на диаграмму направленности излучения.
[1] Balanis, C.A. Antenna Theory. Analysis and Design, 3rd Ed. New York: Wiley, 2005.
[2] Волакис, Джон. Antenna Engineering Handbook, 4th Ed. New York: Mcgraw-Hill, 2007.
[3] Zhang, Yan, Q. Ding, J. Chen, S. Lu, Z. Zhu и L. L. Cheng. 9-й Международный симпозиум по распространению антенны и теории EM (ISAPE). 2010, стр 193–196.
[4] Джорджевич, А.Р., Зайич, А.Г., Илик, М. М., Стубер, Г.Л. «Оптимизация спиральных антенн (Antenna Designer)» IEEE Antennas and Propagation Magazine. Декабрь 2006, стр. 107, стр. 115.
cylinder2strip | helixMultifilar | helixpitch2spacing | monopole | pifa | spiralArchimedean